Способ извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды, рудотермическая печь и система извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды Российский патент 2024 года по МПК C22B11/00 C22B11/12 C22B7/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения золота и других драгоценных металлов из отходов переработки золотоносных руд путем переработки угольной мелочи в печи.

При абсорбции золота, серебра и других побочных элементов из отходов обогащения золотоносной руды активированным углем образуется угольная мелочь (УМ), состоящая из истертого активированного угля, добавленного в пульпу, являющуюся смесью измельченных твердых частиц руды и жидкости, в которой они взвешены. Содержание активированного угля в УМ после отделения от жидкости достигает несколько десятков процентов, вследствие чего извлечение из него драгоценных элементов экономически нецелесообразно.

Естественным способом снижения содержания активированного угля в УМ является сжигание угольной мелочи и сбор несгоревших твердых реагентов.

Известен «Способ извлечения цветных и драгоценных металлов из углеродсодержащих материалов» по германской заявке №3329042 от 11 августа 1983 г. на имя компании Зонненберг Хайнрих [1], по которому углеродосодержащий материал обрабатывают в реакторе газификации путем добавления газифицирующего агента, полученного из топлива в отдельной камере сгорания, такого, что в реакторе газификации получаются по существу изотермические соотношения и температура регулируется изменением парциальных давлений pO₂/(pH₂O+pCO₂). Недостатком этого способа является его сложность.

Наиболее близким аналогом является «Способ синергетического извлечения драгоценных металлов из хромосодержащих и углесодержащих отходов » по китайской заявке №202111510253.Х от 10.12.2021 на имя «MIDDLE AND SOUTH UNIVERSITIES» [2], по которому сырье, включая хромосодержащие отходы шлака и углесодержащую пыль сталелитейных заводов, смешивают и гранулируют или прессуют для получения окатышей, которые обжигаются, измельчаются и порошок феррохрома извлекается магнитной сепарацией.

Недостатком способа является его высокая стоимость и неэффективность применения для обработки немагнитных материалов.

Главным элементом системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды является печь. Однако важным является разработка четырехступенчатой системы газоочистки, состоящей из последовательно соединенных циклона, интеркулера, рукавного фильтра, вытяжного вентилятора, скруббера и вытяжной трубы для выброса очищенных газообразных реагентов в атмосферу.

Известна «Муфельная печь» по А. С. СССР №796629, сведения о котором опубликованы в Бюл. №2/1981 на имя А.В. Митрохина, В.П. Купреенкова, И.П. Зубова и В.И. Терентьева [3], для обработки углесодержащих материалов, включающая корпус, расположенную внутри него цилиндрическою реторту, нагревательные элементы, огнеупорную изоляцию и патрубки для входа и выхода газообразных реагентов, причем внутри футеровки дополнительно установлен патрубок подогрева газообразного реагента.

Недостатком названной муфельной печи является сложность ее изготовления, ее высокая энергоемкость и низкая производительность процессов карбонизации, активизации и регенерации.

Ближайшим аналогом рудотермической печи является «Отражательная печь для переплава алюминиевого лома» по Патенту РФ №2557190 по заявке №2013151416/02 от 19 ноября 2013 года на имя Трусова Владимира Александровича, [4] характеризующаяся призматическим огнеупорным корпусом и двухступенчатой системой пылегазоочистки.

Задачами изобретения является снижение содержания активированного угля в УМ в процессе извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды до уровня менее одного процента, обеспечивающего экономически целесообразное извлечение из нее драгоценных элементов, а также повышение производительности процесса извлечения за счет разработки простой и эффективной конструкции печи и налаживания системы.

Поставленные задачи решаются предлагаемым способом сжигания УМ, содержащей золотосодержащие продукты, включающим следующие действия:

• нагревание печи пламенной горелкой при включенных подаче и вытяжке воздуха до температуры, достаточной для процесса горения УМ примерно до 400°С; при работе в условиях высокогорья с малым содержанием кислорода в атмосфере требуется дополнительная подача кислорода;

• загрузка подготовленной к обработке угольной мелочи в камеру сгорания печи слоем 20-30 см;

• отключение пламенной горелки при достижении в печи температуры 600°С;

• сжигание УМ при температуре 600°С-750°С, достигаемой за счет сгорания УМ; при высоком содержании песка в УМ необходимо повышение температуры до 1100°С;

• отделение наиболее тяжелых твердых реагентов от газообразных реагентов при прохождении через осадочные камеры;

• отделение менее тяжелых твердых реагентов от газообразных реагентов при прохождении через циклон;

• отделение еще менее тяжелых твердых реагентов от газообразных реагентов при прохождении через рукавный фильтр;

• отделение наименее тяжелых твердых реагентов от газообразных реагентов при прохождении через скруббер;

• извлечение золотоносных твердых реагентов из осадочных камер печи, циклона, рукавного фильтра и скруббера;

• извлечение угольного спека из камеры сгорания печи по окончании сжигания; (примерно через 3-4 часа горения или до появления светло-коричневого цвета окатышей);

• дробление угольного спека до размера частиц до 1 мм;

• проверка содержания активированного угля в УМ;

• при содержании активированного угля в УМ менее одного процента дробленый угольный спек вместе со всеми остальными полученными твердыми реагентами передается к флотации.

Ниже приведены схематическое изображение одного из возможных воплощений печи и структурная схема системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды, не исчерпывающих возможные их воплощения, где:

На Фиг. 1 приведен общий вид печи;

На Фиг. 2 приведен план печи;

На Фиг. 3 приведен продольный разрез печи (Разрез А-А);

На Фиг. 4 приведен поперечный разрез печи (Разрез В-В);

На Фиг. 5 приведена структурная схема системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды.

В процессе извлечения используют печь, которая состоит из огнеупорного корпуса 1 с загрузочно-разгрузочной дверцей 2 и дверцей поддувала 3 на торцовой стенке 4, канала 5 для пламенной горелки, канала 6 для подачи воздуха, канала 7 для подачи кислорода на боковой стенке 8, распределительную решетку 9 с отверстиями диаметром 0,8 мм в камере сгорания 10, перегородок 11 и 12, осадочных камер 13 и 14 с дверцами 15 и 16, вытяжной трубы 17 печи и автоматической системой управления, не отраженной в чертежах.

Печь является основным функциональным элементом системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды, которая наряду с печью содержит циклон 18, соединенный с вытяжной трубой 14 печи, интеркулер 19, рукавный фильтр 20, связанный через вытяжной вентилятор 21 со скруббером 22, оснащенным вытяжной трубой 23.

В начале работы системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды пламенной горелкой нагревают печь до температуры до 400°С в камере сгорания 9, достаточной для процесса горения угольной мелочи (УМ) при включенных канале 5 подачи воздуха и вытяжном вентиляторе 21. После этого через загрузочно-разгрузочную дверцу 2 загружают высушенную до влажности 4,8% УМ. При этом газообразные реагенты через вытяжную трубу 17 печи, циклон 18, интеркулер 19, рукавный фильтр 20, вытяжной вентилятор 21, скруббер 22 и вытяжную трубу 23 удаляют в атмосферу. Горение УМ обеспечивает повышение температуры в камере сгорания 9. При температуре в камере сгорания 9600°С подогрев пламенной горелкой перестает быть нужным и автоматическая система управления отключает ее. Температура поднимается за счет дальнейшего сгорания УМ, и процесс протекает при 650-750°С при низком содержании песка, а при высоком содержании песка его проводят до 1100°С.

Продувание воздуха через отверстия диаметром около 0,8 мм в распределительной решетке 9, управляемое автоматической системой управления, приводит к возникновению в сжигаемой УМ псевдоожиженого слоя, максимальная температура в котором располагается выше распределительной решетки 9, что способствует увеличению срока ее службы.

В условиях высокогорья в атмосферном воздухе содержание кислорода может оказаться недостаточным для необходимой интенсивности сгорания УМ. В случае необходимости автоматическая система управления подключает подачу кислорода через канал 6.

При движении газообразных продуктов сгорания к вытяжной трубе 17 печи из них, при обтекании перегородок 10 и 11, выпадают наиболее тяжелые частицы твердых реагентов, которые остаются в осадочных камерах 12 и 13.

Из вытяжной трубы 14 печи продукты сгорания при температуре 700°С попадают в циклон 15, где под действием центробежных сил из газообразных продуктов сгорания отделяются твердые реагенты, не отделившиеся в осадочных камерах 12 и 13, и попадают в бункер циклона 15, а освободившиеся от них газообразные продукты направляются в интеркулер 16 для охлаждения циркулирующей холодной водой до температуры, приемлемой для остальных элементов системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды.

Из интеркулера 16 охлажденные газообразные продукты сгорания поступают для дальнейшей очистки от твердых реагентов в камеру «запыленного воздуха» рукавного фильтра 20, откуда газообразные продукты через стенки рукавов фильтруются в камеру «чистого» воздуха, а твердые реагенты осаждаются на внешней поверхности рукавов. По мере накопления осажденных твердых реагентов пропускная способность стенок «рукавов» снижается.

При достижении критически низкой пропускной способности стенок рукавов автоматическая система управления включает режим регенерации рукавного фильтра, заключающегося в подаче от компрессора в камеру «чистого» воздуха воздух с высоким пульсирующим давлением, вызывающим вибрацию «рукавов» и обратную фильтрацию воздуха через стенки рукавов, вызывает отделение осажденных твердых реагентов от их внешних стенок, которые падают в бункер рукавного фильтра, и пропускная способность стенок рукавов восстанавливается.

Отфильтрованные газообразные продукты из камеры «чистого» воздуха вытяжным вентилятором 21 подаются для окончательной очистки в оросительной камере скруббера 22 и через вытяжную трубу 23 выпускаются в атмосферу, практически без содержания твердых реагентов.

Вода из поддона оросительной камеры скруббера 22, содержащая самые мелкие твердые частицы, уловленные из газообразных продуктов, поданных в скруббер, выдерживаются в отстойнике и после высушивания присоединяются к твердым реагентам, извлеченным из обработанной УМ, для проверки на содержание активированного угля.

Если содержание активированного угля составляет менее 1%, то продукт направляется на извлечение драгоценных материалов, если равно или больше 1% - продукт направляется на повторную обработку.

Печь по изобретению может быть выполнена из доступных материалов по известным технологиям. Остальные элементы системы извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды сжигания выпускаются промышленными предприятиями и доступны в свободной продаже. Вспомогательные устройства для монтажа системы также могут быть выполнены известными способами из доступных материалов.

Библиография

1. «Способ извлечения цветных и драгоценных металлов из углеродсодержащих материалов». Германская патентная заявка №3329042 от 11 августа 1983 г. на имя компании Зонненберг Хайнрих.

2. «Печь окислительного обжига для обработки штейна». Китайская патентная заявка №202120772303.0 от 5.04.2021 г. на имя «GUIXI TAIFENG METAL Co., Ltd.».

3. «Муфельная печь» по А. С. СССР №796629, на имя А.В. Митрохина, В.П. Купреенкова, И.П. Зубова и В.И. Терентьева, опубл. в Бюл. №2/1981.

4. «Отражательная печь для переплава алюминиевого лома» по Патенту РФ №2557190 на имя Трусова В.А.

Группа изобретений относится к способу извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды в соответствующей печи. Сырьем для извлечения драгоценного металла является угольная мелочь (УМ) – высушенная до влажности 4,8% смесь активированного угля, добавленного в качестве абсорбента в пульпу, с измельченными твердыми частицами переработанной золотоносной руды, которую сжигают в печи и извлекают твердые золотосодержащие реагенты. Печь нагревают до 400°С, загружают в печь УМ. При достижении 600°С отключают пламенную горелку. УМ сжигают при 600-1100°С. Проводят отделение золотоносных твердых реагентов от газообразных: относительно тяжелых твердых реагентов - в осадочных камерах печи, менее тяжелых - в циклоне, еще менее тяжелых - в рукавном фильтре, наименее тяжелые твердых - в скруббере, после чего их извлекают из осадочных камер печи, циклона, рукавного фильтра и скруббера. Угольный спек из камеры сгорания печи измельчают до размера частиц до 1 мм. Проверяют содержание активированного угля в УМ. При содержании активированного угля в УМ менее одного процента соединяют все полученные твердые реагенты с дробленым угольным спеком и передают на флотацию. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды, отличающийся тем, что сырьем для извлечения драгоценного металла является угольная мелочь (УМ) – высушенная до влажности 4,8% смесь активированного угля, добавленного в качестве абсорбента в пульпу, с измельченными твердыми частицами переработанной золотоносной руды, которую сжигают в печи и извлекают твердые золотосодержащие реагенты следующей последовательностью действий:

- нагревают печь пламенной горелкой при включенной подаче воздуха и вытяжки до температуры, достаточной для процесса горения УМ, примерно до 400°С,

- загружают в печь УМ,

- при достижении в печи температуры 600°С отключают пламенную горелку,

- сжигают УМ при температуре 600-1100°С, достигаемой за счет сгорания УМ,

- отделяют относительно тяжелые твердые реагенты от газообразных реагентов в осадочных камерах печи,

- отделяют менее тяжелые твердые реагенты от газообразных реагентов в циклоне,

- отделяют еще менее тяжелые твердые реагенты от газообразных реагентов в рукавном фильтре,

- отделяют наименее тяжелые твердые реагенты от газообразных реагентов в скруббере,

- извлекают золотоносные твердые реагенты из осадочных камер печи, циклона, рукавного фильтра и скруббера,

- после завершения сжигания УМ извлекают угольный спек из камеры сгорания печи,

- измельчают угольный спек до размера частиц до 1 мм,

- проверяют содержание активированного угля в УМ, при содержании активированного угля в УМ менее одного процента соединяют все полученные твердые реагенты с дробленым угольным спеком и передают к флотации.

2. Способ извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды по п. 1, отличающийся тем, что сжигают УМ при температуре 650-750°С.

3. Способ извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно подают кислород в печь.

4. Печь, содержащая корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками и автоматической системой управления, отличающаяся тем, что она содержит камеру сгорания с загрузочно-разгрузочной дверцей, поддувало с дверцей поддувала, канал для пламенной горелки, на уровне камеры сгорания, канал подачи воздуха на уровне поддувала, распределительную решетку между камерой сгорания и поддувалом, поперечные перегородки, являющиеся стенками осадочных камер, оснащенных дверцами, вытяжной трубой, при этом названная автоматическая система управления имеет возможность регулирования режимов функционирования печи.

5. Печь по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит канал подачи кислорода на уровне поддувала, а распределительная решетка выполнена с отверстиями диаметром 0,8 мм.

6. Система извлечения золота из отходов переработки золотоносной руды, отличающаяся тем, что она наряду с печью по п. 4 или 5 содержит четырехступенчатую систему газоочистки, состоящую из последовательно соединенных циклона, интеркулера, рукавного фильтра, вытяжного вентилятора, скруббера и вытяжную трубу для выброса очищенных газообразных реагентов в атмосферу.